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Magnetlager
Die Erfindung betrifft ein Magnetlager mit einem in einem Lagergehäuse untergebrachten Magneten, dessen Polschuh eine konvexe Aussenfläche aufweist.
Magnetlager haben den Vorteil, dass die durch magnetische Anziehung an einer FUhrungsfläche festgehaltene Welle nur an einem sehr kleinen Flächenbereich mit der FUhrungsfläche in Reibungsberührung steht, so dass bei Verwendung eines Polschuhes mit konvexer Aussenfläche die Reibungsarbeit praktisch auf Null herabgesetzt werden kann.
Bei bekannten Magnetlagern älterer Art hatte vielfach eine plane Fläche mit einer konischen Fläche zusammengewirkt, wobei zwar die Reibung aufgehoben war, aber keine bestimmte Rotationsachse erhalten werden konnte. Es sind deshalb Magnetlager vorgeschlagen worden, bei denen eine konvexe Oberfläche mit einer konvexen Oberfläche zusammenwirkt, wodurch die Rotationsachse des drehbaren Teiles genau definiert wird.
Bei einem bekannten Magnetlager dieser Art, das zur Lagerung einer Zählerwelle dient, ist in das obere Ende der Welle eine aus magnetischem Material bestehende Kugel eingesetzt, die durch magnetische Anziehung mit dem abgerundeten Ende eines kegelförmig verjüngten Magnetpoles in Berührung gehalten wird. Das andere Ende der Welle liegt in kurzem Abstand oberhalb des kegelförmig zulaufenden Endes eines Magnetes mit entgegengesetzter Polarität.
Eine ähnliche Ausbildung ist bei einer bekannten magnetischen Lagerung eines elektrostatischen Messinstrumentes vorgesehen, bei dem das zugespitzte untere Ende einer magnetischen Welle auf einem kegelförmigen Magnetpol aufliegt und das obere zugespitzte Ende der Welle in einem kleinen axialen Abstand vom kegelförmigen Gegenpol liegt und durch magnetische Kraft in seiner Lage gehalten wird.
Wenn bei diesen bekannten Magnetlagern durch eine äussere, z. B. eine mechanische Kraft, die magnetische Haltekraft überwunden wird, fällt die Welle aus ihrer Lage gänzlich heraus.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, bei einem Magnetlager der eingangs beschriebenen Art auch bei vollständiger vorübergehender Aufhebung oder Überwindung der magnetischen Haltekraft ein Herausfallen der Welle aus der magnetischen Lagerung zu verhindern. Dieses Ziel wird gemäss der Erfindung durch eine durch die magnetische Kraft des Polschuhes gehaltene Kugel erreicht, welche den drehbaren Teil des La-
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hinauserstreckt und die Abmessung der Bohrung geringer als die der Kugel ist, so dass letztere gehindert ist, aus dem Lagergehäuse hinauszufallen.
Der Polschuh kann entweder halbkugelförmig ausgebildet oder von einer Kugel gebildet sein.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, in der in den Fig. 1 und 2 zwei verschiedene Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Magnetlagers im Axialschnitt dargestellt sind und Fig. 3 ein Anwendungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht.
Nach Fig. 1 besteht das Lagergehäuse aus einem rohrförmigen Körper 1, der als Lagersitz dient und an seinem oberen Ende durch eine Stirnwand 2 geschlossen ist, die einen Haken oder ein Auge 3 fUr dieAufhängung des Körpers aufweist. Das untere Ende des Körpers ist teilweise durch dieStirnwand 4 geschlossen, die eine zentrische Bohrung 5 aufweist. Innerhalb des Körpers 1 befindet sich ein Permanentmagnet 6, der gegebenenfalls durch einen entsprechenden Elektromagneten ersetzt sein kann.
Der Magnet 6 zieht gegen seinen unteren Teil eine Halbkugel 7 aus magnetischem Material an.
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Die Halbkugel 7 kann auch mit dem Magnet 6 verbunden sein. Bei der dargestellten Ausführung- form befinden sich der Magnet 6 und die Halbkugel 7 in dem Körper 1 und ziehen durch Magnet- kraft die Kugel 8 aus magnetischem Werkstoff oder einem andern anziehbaren Werkstoff oder einen ähnlichen Körper an, der mit konvexen Oberflächen versehen ist. An der Kugel 8 ist das Lasttrag- glied 9 befestigt, z. B. ein Draht, ein dunner Streifen, eine Welle od. dgl. gewünschter Länge, an der eine nicht dargestellte Last wirksam werden kann. Es ist aus der Zeichnung ersichtlich, dass die Haupt- lagerbestandteile durch zwei zueinander drehbare Glieder gebildet sind, d. h. einerseits der Halbkugel 7 und anderseits der Kugel 8.
Es ist ferner ersichtlich, dass diese beiden zueinander drehbaren Glieder einander mit konvexen Oberflächen gegenüberliegen, was darauf zurückzuführen ist, dass die Kugel 8 entsprechend ihrem Eigengewicht und auch dem Gewicht der Last an der konvexen Fläche des Körpers 7 die tiefstgelegene Stellung einnimmt, in der sich die Kugel 8 nicht im Gleichgewicht befindet, jedoch beständig einen im wesentlichen festen Rotationsmittelpunkt einnimmt und beibehält. Wenn nämlich eine der Oberflächen eine ebene oder konkave Gestalt aufweisen würde, bestünde die Gefahr, dass der Rotationsmittelpunkt unbestimmt ist und dass sich die Kugel zwischen verschiedenen Rotationsmittelpunk- ten bewegt, was das Anwachsen der Lagerreibung fördert, die erfindungsgemäss so gering wie möglich ge- halten werden soll.
Fig. 2 zeigt eine abgeänderte Ausführung gemäss Fig. 1, wobei jedoch dieselben Bezugsziffern für die gleichen Teile verwendet sind. Der einzige Unterschied im Vergleich zu Fig. 1 besteht darin, dass die Halbkugel 7 in diesem Falle durch eine Vollkugel 10 ersetzt worden ist. Diese Ausführung ist gegebenenfalls dann vorzuziehen, wenn der Wunsch besteht, die Halbierung einer Kugel gemäss Fig. 1 einzusparen, oder wenn eine Beschränkung der Länge des Lagers unwichtig ist.
Aus den Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 ist zu ersehen, dass die untere Stirnwand 4 als Auffangglied zumindest für die Kugel. 8 dient, falls eine so grosse Last auf den Draht oder die Welle 9 wirkt, dass die Magnetkraft nicht ausreicht, um die Kugel in ihrer Lagerstellung zu halten. Die Kugel 8 kann nur bis auf die Stirnwand 4 herabfallen, die sie dann festhält.
In gewissen Fällen kann es zweckmässig sein, das Auffängglied so dicht unter der Kugel 8 anzuordnen, dass dann, wenn die Last auf die für das Lager zulässige Last zurückgeht, die Magnetkraft selbsttätig die Kugel in ihre Lagerstellung zu- rückzieht. Gegebenenfalls kann es auch zweckmässig sein, in Übereinstimmung mit den Fig. 1 und 2 das genannte Auffangglied oder die Auffangglieder in einem solchen Abstand anzuordnen, dass man absichtlich die Kugel aus ihrer Lagerstellung herausziehen kann und sie gegen das Auffangglied oder die Auffangglieder anliegen lässt, wodurch die Funktion des Lagers aussetzt.
Obgleich nur zwei zueinander drehbare Glieder, die einander anziehen, in den Figuren dargestellt sind, sei darauf hingewiesen, dass jede gewünschte Zahl solcher Glieder, die durch magnetische Anziehungskräfte zusammengehalten werden, dicht beieinander angeordnet sein kann.
Wegen des nahezu völligen Fehlens einer Reibung, wie dies mit dem Lager nach den Ausführungformen gemäss denFig. 1 und 2 erreicht wird, hat dieses Lager weite Anwendungsmöglichkeiten. So zeigt die Fig. 3 als ein Beispiel in perspektivischerDarstellung eine Schauvorrichtung, die von dem Lager geringer Reibung getragen wird, das insgesamt mit 11 bezeichnet ist. An dem vorgesehenen Draht oder Lasttragglied 9 können auf besondere Weise oder auf eine zum Stand der Technik gehörige Weise verschiedene vorragende Teile, z. B. Anzeige-, Anschlag-, Plakattafeln od. dgl. Schauvorrichtungen 12, angebracht werden, die z. B. mit einem Informations- oder Werbetext bezüglich verschiedener Waren versehen sein können. Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, sind diese Anzeigetafel, Plakate, Anschläge od. dgl.
Schauvorrichtungen 12 in Form von Flügeln od. dgl. rund um die Welle 9 angeordnet. Die ganze Anordnung kann wegen des Fehlens einer Lagerreibung durch einen sehr kleinen auftretenden Luftstrom, der auf die Tafeln oder Platten 12 auftritt, in Rotation versetzt werden. Solch ein Luftstrom kann z. B. durch Handwärme oder durch eine Glühlampe erzeugt werden, die sich unter den Tafeln 12 befindet. Die Scheibe 13 kann ebenfalls einen Text tragen oder z. B. mit einem lichtreflektierenden Material versehen sein.
Obgleich die Vorrichtung gemäss Fig. 3 im wesentlichen als ein öffentliches Schaugerät beschrieben ist, ist ersichtlich, dass sie in der Weise geändert werden kann, dass sie eine drehbare Leuchteinrichtung bildet.
Zu dem Bereich, in dem die Lager mit verminderter Reibung in der beschriebenen Art vorteilhaft verwendet werden können, gehört insbesondere die Apparatetechnik und die Technik der Messgeräte, bei denen eine drehbare Welle mit einer möglichst geringen Reibung erforderlich ist.
Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten und beschriebenen Ausführungen beschränkt, sondern kann vielmehr auf verschiedene Art und Weise variiert werden ; z. B. ist es nicht notwendig, dass die zueinander
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drehbaren Glieder eine genaue sphärische Form, wie in den Figuren gezeigt, haben. Es ist jedoch wichtig, dass die drehbaren Glieder konvexe Oberflächen aufweisen und sich gegenseitig anziehen.
PATENTANSPRÜCHE : l. Magnetlager mit einem in einem Lagergehäuse untergebrachten Magneten, dessen Polschuh eine konvexe Aussenfläche aufweist, gekennzeichnet durch eine durch die magnetische Kraft des Polschuhes (7 ; 10) gehaltene Kugel (8), welche den drehbaren Teil des Lagers bildet, an welchem eine die Last tragende Welle, ein Draht od. dgl. (9) unmittelbar befestigt ist, wobei sich die Welle od. dgl. (9) durch eineim Boden(4)desLagergehäuses(1) vorgesehene Bohrung (5) aus dem Gehäuse hinauserstreckt und die Abmessung der Bohrung (5) geringer als die der Kugel (8) ist, so dass letztere gehindert ist, aus dem Lagergehäuse (1) hinauszufallen.